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1、工程地质学概论考试题目工程地质学概论1、工程地质学的主要研究任务是什么 阐明建筑地区的工程地质条件，并指出对建筑物有利的和不利的因素；论证建筑物所存在的工程地质问题，进行定性和定量的评价，作出确切的结论；选择地质条件优良的建筑场址，并根据场址的地质条件合理配置各个建筑物；研究工程建筑物兴建后对地质环境的影响，预测其发展演化趋势，并提出对地质环境合理利用和保护的建议；根据建筑场址的具体地质条件，提出有关建筑物类型、规模、结构和施工方法的合理建议，以及保证建筑物正常使用所应注意的地质要求；为拟定改善和防治不良地质作用的措施方案提供地质依据。2、什么是工程地质条件？ 工程地质条件指的是工程建筑有关的

2、地质因素的综合。地质因素包括岩土类型及其工程性质、地质结构、地貌、水文地质、工程动力地质作用和天然建筑材料等方面。3、什么是工程地质问题？ 工程地质问题指的是工程地质条件与建筑物之间所存在的矛盾或问题。4、工程地质学的研究方法有哪些？ 工程地质学的研究方与它的研究内容相适应的，主要有自然历史分析法、数学力学分析法、模型模拟试验法和工程地质类比法。四种研究方法各有特点，应互为补充，综合应用。其中自然历史分析法是最重要和最根本的研究方法，是其它研究方法的基础。5、不良地质现象：对工程建设不利或有不良影响的动力地质现象。它泛指地球外动力作用为主引起的各种地质现象，如崩塌、滑坡、泥石流、岩溶、土洞、河

3、流冲刷以及渗透变形等，它们既影响场地稳定性，也对地基基础、边坡工程、地下洞室等具体工程的安全、经济和正常使用不利。1、活断层的定义：活断层指目前正在活动着的断层或近期有过活动且不久的将来可能会重新发生活动的断层（即潜在活断层）。美国原子能委员会（USNRC）：（1）在3.5万年内有过一次或多次活动的断层（2）与其他活动断层有联系的断层（3）沿该断裂发生过蠕动或微震活动 活断层的类型： 按照位移方向与水平面的关系： （1）正断型活断层 差异升降活动为它的断陷盆地边缘。下降盘分支断层多见，形成地堑式的正断层组合。 （2）逆断型活断层 多分布于板块碰撞挤压带。上盘变形带大，出现多分支断层。 （3）走

4、滑型活断层 常分布于大陆内部的地块之间的接触部位，水平错动量大，断层带宽度不大，很少分支断裂。活断层的活动方式：（1）粘滑型活断层：间歇性突然滑动，常伴有地震活动，也称为地震断层。发生在强度较高的岩石中，断层带锁固能力强，危害大。发震断裂特征：深断裂，裂谷，板块接触带。（2）蠕滑型活断层沿断层面两侧岩层连续缓慢地滑动，发生在强度较低的软岩中，断层带锁固能力弱，一般无震发生，有时可伴有小震。2、活断层的特征及分类（1）活断层是深大断裂复活的产物;（2）活断层具有继承性和反复性;（3）活断层按活动方式可以分为地震断层（粘滑型活断层）和蠕变断层（蠕滑型活断层）;3、活断层的识别标志有哪些？ 地质方面

5、 最新沉积物的错断 活断层带物质结构松散 伴有地震现象的活断层，地表出现断层陡坎和地裂缝 地貌方面 断崖：活断层两侧往往是截然不同的地貌单元直接相接的部位 水系：对于走滑型断层（1）一系列的水系河谷向同一方向同步移错（2）主干断裂控制主干河道的走向 山脊、山谷、阶地和洪积扇错开：走滑型活断层 近期断块的差异升降运动，可使同一级夷平面分离解体，高程相差较大 不良地质现象呈线形密集分布 水文地质方面 导水性和透水性较强 泉水常沿断裂带呈线状分布，植被发育 历史资料方面 古建筑的错断、地面变形 考古 地震记载 地形变监测资料 水准测量、三角测量4、活断层区的建筑原则有哪些？ 1、建筑物场址一般应避开

6、活动断裂带； 2、线路工程必须跨越活断层时，尽量使其大角度相交，并尽量避开主断层； 3、必须在活断层地区兴建的建筑物，应尽可能地选择相对稳定地块即“安全岛”，尽量将重大建筑物布置在断层的下盘；4、 在活断层区兴建工程，应采用适当的抗震结构和建筑型式。1、简述地震震级及烈度的概念及差异。 震级：是衡量地震本身大小的尺度，由地震所释放出来的能量大小所决定。烈度：地面震动强烈程度，受地震释放的能量大小、震源深度、震中距、震域介质条件的影响。在工程应用中常有地震基本烈度和设防烈度(设计烈度)之分。地震基本烈度：一定时间和一定地区范围内一般场地条件下可能遭遇的最大烈度。一个地区的平均烈度设防烈度(设计烈

7、度)：是抗震设计所采用的烈度。是根据建筑物的重要性、经济性等的需要，对基本烈度的调整。2、简述地震发生的条件(1)介质条件：多发生在坚硬岩石中(2)结构条件：多产生在活断层的一些特定部位:端点、拐点、交汇点等。(3)构造应力条件：多发生在现代构造运动强烈的部位，应力集中3、地震效应类型 地震效应可以分为振动破坏效应、地面破坏效应和斜坡破坏效应。4、简述卓越周期的概念： 地震波在地层中传播时，经过各种不同性质的界面时，由于多次反射、折射，将出现不同周期的地震波，而土体对于不同的地震波有选择放大的作用，某种岩土体总是对某种周期的波选择放大得突出、明显，这种被选择放大的波的周期即称为该岩土体的卓越周

8、期。5、简述场地工程地质条件对震害的影响(1)岩土类型及性质软土硬土，土体基岩松散沉积物厚度越大，震害越大土层结构对震害的影响软弱土层埋藏愈浅、厚度愈大，震害愈大。(2)地质构造离发震断裂越近，震害越大，上盘尤重于下盘。(3)地形地貌 突出、孤立地形震害较低洼、沟谷平坦地区震害大 (4)水文地质条件地下水埋深越小，震害越大。6、简述地震区抗震设计原则、措施(1)场地选择原则1)避开活断层2)尽可能避开具有强烈振动效应和地面效应的地段3)避开不稳定斜坡地段4)尽可能避开孤立地区、地下水埋深浅的地区 (2)抗震措施(持力层和基础方案的选择)1)基础砌置在坚硬土层上2)砌置深度应大一些，以防发震时倾

9、斜3)不宜使建筑物跨越性质不明的土层上 4)建筑物结构设计要加强整体强度，提高抗震性能。1、砂土液化的定义：砂土液化：饱水砂土在地震、动力荷载或其它物理作用下，受到强烈振动而丧失抗剪强度，使砂粒处于悬浮状态，致使地基失效的作用或现象。2、简述影响砂土液化的因素 1)土的类型及性质粒度：粉、细砂土最易液化。密实度：松砂极易液化，密砂不易液化。成因及年代多为冲积成因的粉细砂土，如滨海平原、河口三角洲等。沉积年代较新：结构松散、含水量丰富、地下水位浅2)饱和砂土的埋藏分布条件砂层上覆非液化土层愈厚，液化可能性愈小。地下水位埋深愈大，愈不易液化。3)地震活动的强度及历时地震愈强，历时愈长，则愈引起砂土

10、液化，而且波及范围愈广。1、岩石风化的类型：岩石风化的类型有物理风化、化学风化和生物风化。2、风化：岩石在各种风化营力作用下，发生的物理和化学变化过程。2、风化壳的概念：遭受风化的岩石圈表层。或者表层不同深度的岩石，遭受风化程度的不同，形成不同成分和结构的多层残积物，由其构成的复杂剖面称为风化壳。3、影响岩石风化的因素？(1)气候因素 温度 温差大、冷热变化频率快：有利于物理风化 温度高：有利于化学风化 降雨(湿度) 降雨量大：有利于化学及生物风化(2)岩性 矿物成分：抗风化能力 氧化物硅酸盐碳酸盐和硫化物 最稳定的造岩矿物：石英 岩浆岩：酸性岩中性岩基性岩超基性岩 变质岩：浅变质岩中等变质岩

11、深变质岩 沉积岩：抗风化能力岩浆岩、变质岩 化学成分： 活动性强的元素：K、Na等 活动性弱的元素：Fe、Al、Si等 同一种元素，所组成的化合物不同，岩石的抗风化能力也不同 结构特点 单一矿物组成的岩石抗风化能力较强：单矿岩复矿岩 矿物成分相同：等粒结构不等粒结构 单粒结构岩石抗风化能力较强 Si质胶结Ca质胶结泥质胶结(3)地质结构：断层、层面、节理、沉积间断面、侵入岩与围岩接触面等 断层带(裂隙密集带)：囊状风化 层理面：差异风化崩塌等 节理、裂缝面：球形风化(4)地形 高度 海拔高地区：以物理风化为主 海拔低地区：化学风化速度较快 坡度 陡坡地段：风化速度较大，风化壳较薄 缓坡地段：风

12、化速度较慢，风化壳较厚(5)其它因素 地壳运动 强烈上升期：风化速度快，风化壳厚度不大 稳定期：风化彻底，风化壳厚度大 人类活动 人工开挖基坑、边坡、隧洞、砍伐森林等3、岩石风化的分带标志(1)颜色 风化岩石在外观上表现出颜色的差异(2)破碎程度：风化程度越深，原岩破碎程度愈大 从深部完整新鲜岩石至地表：岩块块石碎石砂粒粉粘粒 总体上：上部以粉粘粒为主，夹砂粒、碎石；下部以块石、碎石为主，裂缝中夹粉粘粒 、砂粒(3)矿物成分变化：不同风化带，矿物组合特点不同 剧风化带：除石英外，大部分矿物已经变异，形成稳定的矿物，如粘土矿物 弱、微风化带：矿物变异主要发生在块石裂缝周围，形成薄膜(4)水理性质

13、及物理力学性质的变化由上至下： 孔隙性、压缩性由大变小 吸水性由强弱 波速由小大 强度由低高 4、岩石风化的防护措施：表面铺盖（粘土、水泥、沥青材料）、化学材料充填（在岩石裂隙中充填化学材料，形成保护膜）、植被概念：渗透:在岩土体空隙中运动的地下水。 渗透力：地下水在渗流过程中对岩土体作用的力，称渗透力或动水压力 渗透变形：岩土体在地下水渗透力（动水压力）的作用下，部分颗粒或整体发生移动，引起岩土体的变形和破坏的作用和现象。或渗透破坏)。表现为鼓胀、浮动、断裂、泉眼、沙浮、土体翻动等。临界水力梯度：单元体处于临界悬浮状态，即将发生流土。此时渗流的水力梯度为临界水力梯度1、渗透变形的定义及类型：

14、 渗透变形：岩土体在地下水渗透力（动水压力）的作用下，部分颗粒或整体发生移动，引起岩土体的变形和破坏的作用和现象。管涌：在渗流作用下，单个土颗粒发生独立移动的现象，又称潜蚀。根据渗透方向与重力方向的关系：垂直管涌、水平管涌按渗流方向与土层接触面的关系：垂直接触管涌、平行接触管涌流土：在渗透作用下，一定体积的土体同时发生移动的现象。2、渗透变形产生的条件：1) 渗流的动水压力及临界水力梯度当dp=dQ时，单元体处于悬浮状态，发生流土。此时渗流的水力梯度为临界水力梯度Icr 。土粒越密实，n越小，Icr越大，土体越不容易发生渗透变形。(2) 体结构特征决定了土体的抗渗强度 粗细颗粒直径比例：土体的

15、排列方式决定着D / d0 的值：当排列疏松时，D / d0 减小，D/d减小，渗透变形广泛。当排列密实时，D / d0 增大，D/d增大，渗透变形不广泛。 细颗粒的含量：用细颗粒含量(来判别双峰型砾土的渗透变形型式：细颗粒成分中粘粒含量增加，可增大土的凝聚力，土的抗渗强度增加，不易发生渗透变形。 土的级配特征：(3) 宏观地质因素 地层组合关系：单一型：多位于河流的上游，一般为砂卵（砾）石层，一般发生管涌，随着细粒成分的增多，可能流土。双层型：主要考虑表层粘性土的性质、厚度、完整程度。多层型：除考虑表层粘性土层外，还考虑砂层透镜体或粘性土层透镜体或相变等造成水力梯度的突变等原因。 地形地貌条

16、件：沟谷切割等改变了渗流的补给、渗流的长度、出口条件等。(4)工程因素施工等破坏了表层具有防渗作用的弱透水层。3、简述渗透变形的预测步骤(1) 根据土体类型和性质，判定是否容易发生渗透变形及变形的类型(2) 确定土体中各点的实际水力梯度，尤其是最大水力梯度(3 确定相对于该土体的临界水力梯度和允许水力梯度(4) 判定渗透变形的可能性及其范围4、渗透变形的防治措施(1) 垂直截渗：防渗帷幕、截水槽、混凝土防渗墙(2) 铺盖(3) 人工降低地下水位(4) 反滤盖重(5) 物理、化学方法改造、冻结、电动硅化、灌浆（化学浆液1、地面沉降的定义地面沉降:指地面高程的降低，或指地壳表面某一局部范围内的总体

17、下降运动2、 地面沉降的地质环境有哪几种模式？ 近代河流冲积环境模式近代三角洲平原沉积环境模式断陷盆地沉积环境模式3、地面沉降的防治措施(1) 压缩用水量(2) 人工补给地下水（人工回灌）(3) 调整地下水开采层位 4、试论述地面沉降及其主要危害 地面沉降是指在一定的地表面积内所发生的地面水平面降低的现象。地面沉降现象与人类活动密切相关。尤其是近几十年来，人类过度开采石油、天然气、固体矿产、地下水等直接导致了今天全球范围内的地面沉降。主要危害:(1)沿海地区沉降使地面低于海面，受海水侵袭； (2)一些港口城市，由于码头、堤岸的沉降而丧失或降低了港湾设施的能力；(3)桥墩下沉，桥梁净空减小，影响

18、水上交通；(4)在一些地面沉降强烈的地区，伴随地面垂直沉陷而发生的较大水平位移，往往会对许多地面和地下构筑物造成巨大危害；(5)在地面沉降区还有一些较为常见的现象，如深井管上升、井台破坏，高摆脱空，桥墩的不均匀下沉等，这些现象虽然不致于造成大的危害，但也会给市政建设的各方面带来一定影响。 岩溶：水（包括地表水和地下水）对可溶性岩石进行的以化学溶蚀作用为主的改造和破坏地质作用以及由此产生的地貌及水文地质现象的总称。国际上通称喀斯特(karst) 岩溶作用：地下水和地表水对可溶性岩石的破坏和改造作用都叫岩溶作用 。1、混合溶蚀效应的概念1、不同成分或不同温度的水混合后，其溶蚀能力有所增强的效应。

19、饱和溶液的混合溶蚀效应指两种或两种以上已失去溶蚀能力的饱和水溶液，在碳酸盐岩体内相遇，混合后的溶液由原来的饱和状态变成不饱和状态，从而产生新的溶蚀作用，继续溶解碳酸盐岩。 不同温度溶液的混合溶蚀相效应如果有两种温度不同而饱和度相同的水相混合，或一种水溶液由高温变为低温，都可以加大CO2的溶解度，从而加强溶液的溶蚀能力，继续溶蚀作用。2、影响岩溶发育的因素(1) 碳酸盐岩岩性的影响方解石含量越高， KV越大；反之白云石含量越高，KV越小。酸不溶物含量越高， KV越小(2) 气候的影响：降水： 水直接参与岩溶作用，充足的降水是保证岩溶作用强烈进行的必要条件。 水是溶蚀作用的介质和载体，充足的降水保

20、证了水体的良好的循环交替条件，促进岩溶作用的强烈进行。气温： 气温升高，生物新陈代谢加快，土壤中有更多的CO2富集，但水中的CO2的解度减小，不利于岩溶作用。 气温升高，溶蚀速率增大，有利于岩溶作用。总体上：气温升高有利于岩溶作用的进行。温热潮湿的热带、亚热带地区：岩溶作用较强烈高寒干燥的极地、寒带地区：岩溶现象不发育(3) 地形地貌的影响 平坦地区：地表径流弱，入渗强烈，有利于岩溶发育 陡峭地区：地表径流强烈，入渗弱，不利于地下岩溶发育 突起地区：地下水位深，包气带厚度大，垂直岩溶发育 低洼地区：地下水位浅，汇水地带，岩溶发育强烈，以水平岩溶为主。(4) 地质构造的影响断裂的影响： 沿断裂面

21、岩溶发育强烈 各组破裂面相互交织、延伸进而控制了岩溶发育的形态、规模、速度和空间分布。 各种破裂面相互交织，使地下水混合溶蚀效应明显，促进岩溶发育。褶皱的影响： 褶皱的不同部位，裂隙发育不均匀，岩溶强度不同。核部比翼部发育。 大型褶皱控制了可溶岩的空间分布和地下水汇水范围及径流条件，影响着岩溶的发育。岩层组合的影响： 厚而纯的碳酸盐岩. 包气带：多发育垂直岩溶形态. 地下水季节变动带：两方向岩溶均发育 . 饱水带：规模大、连续性好的水平岩溶.深循环带：岩溶不很发育 碳酸盐岩夹非可溶性岩层 非可溶性岩层与碳酸盐岩互层：在同一时期，岩溶呈多层发育 非可溶性岩层夹碳酸盐岩：岩溶发育极弱（5）新构造运

22、动的影响：地壳运动的性质、幅度、速度和波及范围，控制着水循环交替条件及其变化趋势，从而控制着岩溶发育的类型、规模、速度、空间分布及岩溶作用的变化趋势。 上升期：侵蚀基准面相对下降，地下水位逐渐下降，侧向岩溶不发育，规模小而少见，分带现象明显，以垂直形态的岩溶为主。 平稳期：侵蚀基准面相对稳定，溶蚀作用充分进行，分带现象明显，侧向岩溶规模大，岩溶地貌较明显典型。 下降期：常形成覆盖型岩溶，地下水循环条件变差，岩溶作用受到抑制或停止。 间歇性上升：形成水平溶洞成层分布，高程与阶地相对应。 振荡升降：岩溶作用由弱到强，由强到弱反复进行，形成以垂直形态的岩溶主，水平溶洞规模不大，而且成层性不明显。 间

23、歇性下降：岩溶多被埋于地下，规模不大，但具成层性，洞穴中有松散物充填。 3、碳酸盐岩的溶蚀机理：CaCO3 在水中溶解的实质是CO32- 与H+ 结合生成HCO3- ，因此H+ 的浓度是溶解的关键。天然水中， H+ 浓度很低，故CaCO3 在天然纯水中溶解很少，形成岩溶主要是因为水中含有过量的CO2 ，与水结合电离H+ ，促使CaCO3溶解。任何能在水中产生H+ 的物质均可能使CaCO3溶解。 岩溶发育的基本条件：具有可溶性岩石、具有溶蚀能力的水、具有良好的水循环交替条件 4、水库渗漏的研究内容(1) 查明岩溶发育、分布规律重点查明溶洞、暗河的展布位置、规模等，进行岩溶泉水流量、高程调查，确定

24、通道的位置及可能影响程度。(2) 分析地质条件 岩层组合：当夹有非可溶岩地层时，可借助该层防止渗透 地质构造：褶皱a.纵谷：与河流所处褶皱的部位有关b.横谷：修水库不利，但充分利用隔水层，可能防止坝区渗漏。c.斜交谷：具体分析断层：既可有利于渗漏，又可不利于渗漏岩体侵入：相对隔水层的分布位置(3) 查明河间地块的水文地质条件 补给型：渗漏与否视蓄水后库水位与地下水位的补给关系而定。若建库后仍为补给型，不永久渗漏。若建库后为排泄型，则渗漏。 排泄型：建库后肯定会产生永久渗漏 悬托型：一定渗漏5、岩溶渗漏的防治措施(1) 截断渗漏通道：灌、铺、堵、截(2) 导水导气斜坡指地表一切具有侧向临空面的地

25、质坡体，是一类广泛分布的地貌类型。斜坡变形破坏是地质发展演化的重要过程。天然斜坡是指赋存在一定的地质环境中,受各种地质营力作用而演化的自然产物,未经人工改造。人工边坡是指某种工程活动而开挖或改造形状的斜坡。 滑坡： 斜坡岩土体依附于内在的或潜在的贯通结构面，在外力作用下，失去原来的平衡状态，产生了以水平运动为主的滑动现象。1、简述斜坡中重分布应力的特点(1) 斜坡周围主应力迹线发生明显偏转(2) 在临空面附近造成应力集中，但在坡脚区和坡顶及坡肩附近情况有所不同：坡脚附近形成最大剪应力增高带，往往产生与坡面或坡底面平行的压致拉裂面。在坡顶面和坡面的某些部位形成张力带,易形成与坡面平行的拉裂面。(

26、3)坡体内最大剪应力迹线由原来的直线变成近似圆弧线,弧的下凹方向朝着临空方向。 (4)坡面处由于侧向压力趋于零，实际上处于两向受力状态，而向坡内逐渐变为三向受力状态。2、影响斜坡应力分布的因素有哪些？(1) 岩体初始应力的影响水平剩余应力的大小使坡体中主应力迹线的分布形式有所不同，明显改变了各应力值的大小，使应力分异现象加剧,尤其对坡脚应力集中带和张力带的影响最大。(2) 坡形的影响 坡高：坡高不改变应力等值线图象，但应力值随坡高 而线性 。 坡角：坡角变化明显改变了应力分布图象。随坡角变陡，张力带的范围有所扩大，坡脚应力集中带最大剪应力值也随之增高。 坡底宽度：当W0.8H时，则保持为一常值

27、（称为“残余坡角应力”） 坡面形态：平面上的凹形坡，应力集中明显减缓。(3)斜坡岩土体特性和结构特征的影响： 岩土体的变形模量对均质坡体的应力分布无明显影响 泊松比(可改变主应力和剪应力的分布,引起张力带变化。随着(增大 ，坡面和坡顶的张力带逐渐扩展，而在坡底则反之，(增大时 ，张力带收缩。 结构面的产状、性质的差别，使斜坡中的应力分布出现了不连续性，在不连续面或软弱面的周边形成应力集中带或发生应力滞。3、斜坡变形破坏的形式： 拉裂(回弹) 、蠕滑 、弯曲倾倒 斜坡破坏的形式：崩塌、滑坡4、崩塌的形成条件(1) 地层岩性条件厚层状硬脆性岩体(2) 岩体结构条件节理裂隙（二组或二组以上陡倾节理）

28、 (3) 地形条件地形切割强烈，高差大(4) 外力条件风化作用、静水压力、震动5、滑坡的形态要素滑动面（带）、滑坡体、滑坡周界、滑床、滑坡前缘（滑坡舌）、滑坡壁、主滑线、滑坡台阶、滑坡洼地、滑坡裂缝6、滑坡的识别方法及标志： 航片解译、地面调查、勘探，从面 (线(点识别标志：(1) 地形地貌方面 滑坡形态特征、阶地、夷平面高程对比(2) 地质构造方面： 滑体上产生小型褶曲和断裂现象 滑体结构松散、破碎(3) 水文地质方面 结构破碎 透水性增高 地下水径流条件改变 滑体表面出现积水地或湿地，泉的出现(4) 植被方面：马刀树、醉汉林(5) 滑动面的鉴别：钻孔取样、变形监测：钻孔倾斜仪 7、按动力学特征滑坡的分类方案分为：推动式滑坡、牵引式滑坡、混合式滑坡、平移式滑坡四类 8、影响斜坡稳定性的因素、(1) 岩土类型及性质决定抗滑力的根本因素 坡形相同的情况下：坚硬岩石斜坡半坚硬岩石松散土坡 沉积岩：层理软弱夹层 岩浆岩：原生节理发育，与岩石强度和风化作用有关 变质岩：由于矿物成分的差异导致工程地质性质的差异 滑坡往往集中在某些特定的岩层中易滑岩组 对于同